低壓直流伺服電機調速,往往說的是他勵有刷直流電機調速,根據直流電機的轉速方程,轉速n=(電樞電壓U-電壓電流Ia*內阻Ra)÷(常數Ce*氣隙磁通Φ),因為電樞的內阻Ra十分小,所以電壓電流Ia*內阻Ra≈0,這樣轉速n=(電樞電壓U)÷(常數Ce*氣隙磁通Φ),只要在氣隙磁通Φ安穩下調整電樞電壓U,就能夠調整直流電機的轉速n;或者在電樞電壓U安穩下調整氣隙磁通Φ,相同能夠調整電機的轉速n,前者叫恒轉矩調速,后者稱之為恒功率調速。
恒轉矩形式下,要先堅持氣隙磁通Φ安穩,直流電機的定子和轉子磁場是正交情況的,相互沒有影響。要堅持Φ安穩,只要保證勵磁線圈的電流安穩在一個值就能夠了。理論上給一個恒流源來操控勵磁線圈的電流是比較完美的,可是因為電流源不好找,而一般給勵磁線圈施加一個安穩的電壓值,也能夠近似讓勵磁電流安穩,從而讓氣隙磁通Φ安穩。假如是永磁直流伺服電機,用永磁鐵來代替了勵磁線圈,磁通是永久安穩的,所以不必操這個心了。
簡單的調整電壓,并不能滿意負載動搖比較兇猛的場合,所以引進了串級調速體系,經過檢測電機的電流和轉速,別離弄出電流環內環和速度環外環了,運用PID算法,有用的滿意了負載動搖情況下的調速,讓直流電機的調速作業特性十分“硬”,也就是最大轉矩不會受到轉速的動搖而改變,完成了真實的恒扭矩輸出。這種調速方法,一直是溝通調速體系的仿照對方,比方變頻器矢量操控,就是仿照這種方法而完成的。假如只用電流環內環,還能夠直接操控電機輸出必定的扭矩,滿意不同的拉伸和彎曲等操控要求。
電樞電壓操控,在晶閘管和IGBT這些沒有被創造前,操控起來也不是簡單的工作了,畢竟功率比較大,早期是經過一臺發電機直流發電來操控的,經過調整發電機的磁通就能夠操控發電機的輸出電壓,從而調整了電樞電壓巨細的。
在晶閘管可控硅被創造出來今后,經過給可控硅施加溝通輸入電壓,運用移相觸發技能操控可控硅的導通角,就能夠把溝通電整流成必定脈動的直流電,因為直流電機是大感性負載,脈動直流電會被大電感緩沖安穩下來。這個直流電的電壓是能夠調整的,和可控硅的導通角成必定的比例關系。這種調速技能是十分老練牢靠的,在上個世紀中后期得到了廣泛的工業運用。
別的場效應管和IGBT之類的器件出現今后,低壓直流伺服電機調速還能夠做得愈加精密了,能夠運用PWM斬波技能,讓輸出的直流電壓十分安穩,這樣直流電機的轉速動搖十分小,假如讓電機的轉子變長點,轉動慣量變小了,外加了位置環進去,還能夠完成準確的定位操控,這個就是所謂的直流伺服體系了。
低壓直流伺服電機恒功率調速方法:
就是所謂的弱磁調速,這種調速方法,本質是恒轉矩調速方法的一種彌補,主要是有些場合,需求比較寬的調速規模,比方有些龍門床,需求電機加工時分進刀十分慢,扭矩要很高;而退回來時分扭矩很輕看是要跑十分快,這時分進刀時分用恒轉矩調速形式,而退回來時分用弱磁調速方法,這時分電機的最大功率是不變的。
也有些電動車,低速上坡時分要跑很慢,需求很大扭力,而平路阻力小又想跑十分快,這時分也需求用到恒功率調速,類似于機械變檔或者調減速比的方法來調速。一般弱磁調速,是不適合于永磁電機的,因而磁通Φ無法獨自操控。
要弱磁,就是直接減少氣隙磁通Φ的巨細,這時分能夠下降勵磁線圈的電流,一般也會在勵磁線圈運用可控硅或者場效應管這些來做一個PI調整回來輸出一個電流源來完成。
弱磁調速的時分,電機轉速越高,電機輸出的最大扭矩會越小,這個是需求留意的,而且一般也不會無限制的減小下去,大約能操控在額外勵磁電流的90%左右。